JPH05675A

JPH05675A - 車両の補助操舵装置

Info

Publication number: JPH05675A
Application number: JP16872391A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Umemura; 厚梅村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1993-01-08

Abstract

(57)【要約】【目的】運転者のハンドル把持力が小さいとき、車両
の挙動、外乱等に応じた前輪の補助操舵を禁止して運転
者に不必要なショックを与えないようにする。【構成】ヨーレートセンサ５２が車両の挙動を表す量
としてヨーレートを検出し、横風センサ５３が車体が受
ける外乱として横風風速を検出する。マイクロコンピュ
ータ５６は検出したヨーレート及び横風風速に応じて電
動モータ４６の回転を制御して、ハンドル２０の回動に
よる操舵に加えて、前輪ＦＷを補助操舵する。一方、把
持力センサ５５は運転者のハンドル２０に対する把持力
を検出し、マイクロコンピュータ５６は、前記検出した
把持力が小さいときには、前記補助操舵を制限又は禁止
する。また、把持力が大きくて、前輪ＦＷが補助操舵さ
れる場合には、マイクロコンピュータ５６はソレノイド
バルブ３１を制御してハンドル２０に対する操舵反力を
小さくする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、前輪をハンドルの回動
による操舵に加えて補助操舵する車両の補助操舵装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置は、例えば実開昭６
０−１３１４６４号公報に示されているように、ハンド
ルの回動に応じて前輪を操舵する操舵機構内に前輪を操
舵可能なアクチュエータを設けると共に、このアクチュ
エータを車速及びヨーレートに応じて駆動制御すること
により、ハンドルの回動による操舵に加えて、前輪を車
速及びヨーレートに応じて補助的に操舵して、車両の走
行安定性が良好に保たれるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来の
装置にあっては、運転者のハンドル操作とは無関係に、
前輪が補助操舵されるので、次のような問題がある。車
両が高速直進走行している際には、運転者はハンドルに
軽く手を添えているだけの場合が多く、このような状態
で、外乱により発生したヨーレートを打ち消すためにア
クチュエータを駆動して前輪を補助操舵しようとして
も、この補助操舵によって前輪が路面から受ける反力は
ハンドルに伝達されて、この反力によりハンドルが前記
補助操舵により前輪を操舵しようとする方向と反対方向
に回動されてしまい、前記補助操舵による効果が打ち消
されてしまうと同時に、運転者はこのハンドルの回動に
よりショックを受けて不安定なハンドル操作を施して、
車両がふらつく場合もある。また、たとえ運転者が充分
な力でハンドルを把持していても、山間の道路を走行中
に突然強風にあおられてヨーレートが過大になった場
合、このヨーレートを打ち消すために前輪が補助操舵さ
れると、ハンドルには予告なく大きな反力が伝達され、
運転者はこの反力によりショックを受けて不安定なハン
ドル操作を施し、車両がふらつく場合がある。

【０００４】本発明は上記問題に対処するためになされ
たもので、その目的は、ハンドルに対する運転者の把持
力を考慮して前輪を補助操舵することにより、同補助操
舵による効果を最大限に発揮させると共に、運転者に不
用意にショックを与えないようにした車両の補助操舵装
置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、上記請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、ハン
ドルの回動に応じて前輪を操舵する操舵機構内に組み込
まれてなり前輪を操舵可能なアクチュエータと、車両の
挙動又は車両に対する外乱の少なくともいずれか一方に
応じて前記アクチュエータを駆動制御して前輪をハンド
ルの回動による操舵に加えて補助操舵する補助操舵制御
手段とを備えた車両の補助操舵装置において、ハンドル
に付与される把持力を検出する把持力検出手段と、前記
把持力検出手段により検出された把持力が大きいとき前
記補助操舵制御手段による前輪の補助操舵を許容しかつ
同検出された把持力が小さいとき前記補助操舵制御手段
による前輪の補助操舵を制限又は禁止する補助操舵制限
手段とを設けたことにある。

【０００６】また、上記請求項２に記載の発明の構成上
の特徴は、操舵機構を反力付与機構を有するパワーステ
アリング機構で構成した車両に適用されると共に、前記
請求項１に係る発明の構成に、さらに、前記把持力検出
手段にて検出された把持力が大きいとき前記反力付与機
構を制御して同機構による反力を小さくする反力制御手
段を設けたことにある。

【０００７】

【発明の作用・効果】上記のように構成した請求項１に
係る発明においては、補助操舵制限手段の作用により、
把持力検出手段によって検出された把持力が大きいとき
に、補助操舵制御手段による前輪の補助操舵が許容さ
れ、同検出された把持力が小さいときには、補助操舵制
御手段による前輪の補助操舵が制限又は禁止される。こ
れにより、前記請求項１に係る発明によれば、運転者の
ハンドルに対する把持力が小さくて、前輪を補助操舵し
ても、同補助操舵に伴い前輪が路面から受ける反力によ
り、ハンドルが前記補助操舵によって前輪を操舵しよう
とする方向と反対方向に回動されてしまって、前記補助
操舵による効果が打ち消されてしまう場合には、無駄な
補助操舵を避けることができる。これと同時に、運転者
はハンドルの不意な回動によりショックを受けることが
なくなり、不安定なハンドル操作をしなくなるので、車
両の走行安定性が良好に保たれる。

【０００８】また、上記のように構成した請求項２に係
る発明においては、把持力検出手段にて検出された把持
力が大きいとき、すなわち車両の挙動、車両に対する外
力に応じて前輪が補助操舵されるときには、反力制御手
段及び反力付与機構の作用によって運転者がハンドルか
ら受ける反力が小さくなるように制御されて、補助操舵
に伴って増加する傾向にあるハンドルへの反力が相殺さ
れる。これにより、前記請求項２に係る発明によれば、
前記請求項１に係る発明の効果に加えて、前輪が運転者
のハンドル操作とは無関係に補助操舵されても、運転者
はハンドルへの不意な反力によりショックを受けること
がなくなり、不安定なハンドル操作をしなくなるので、
車両の走行安定性が良好に保たれる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
すると、図１は補助操舵装置を含む前輪操舵装置の全体
を示しており、同操舵装置は油圧力に応じて前輪ＦＷを
助勢しながら操舵するパワーステアリング機構と、同機
構を電気的に制御する電気制御装置とを備えている。

【００１０】パワーステアリング機構は、ハウジング１
０内にて同軸的に回転可能に組み付けたバルブロータ１
１及びバルブスリーブ１２を備えている。バルブロータ
１１とバルブスリーブ１２は、それらの相対的な回転変
位によって、油圧ポンプ１３から油路Ｐ１、分流弁１４
及び油路Ｐ２を介して供給される作動油をパワーシリン
ダ１５の一方の油室に供給するとともに、同シリンダ１
５の他方の油室からの作動油を油路Ｐ３を介してリザー
バ１６に排出するものである。バルブロータ１１は入力
軸１７と一体形成され、同入力軸１７は操舵軸１８を介
してハンドル２０に接続されている。バルブスリーブ１
２はピン２１を介して中間軸２２に一体回転可能に接続
されており、これらの入力軸１７と中間軸２２との間に
はトーションバー２３が介装されている。なお、入力軸
１７とトーションバー２３の連結はピン２４を介してな
され、また中間軸２２とトーションバー２３の連結はセ
レーション２５を介してなされている。

【００１１】また、ハウジング１０内には、入力軸１７
及びバルブロータ１１に一体的に形成した腕部２６を供
給油圧に応じた押圧力で基準回転位置に付勢するプラン
ジャ２７を収容した油圧反力室２８が設けられており、
同反力室２８は油路Ｐ４を介して分流弁１４の流出口に
接続されるとともに、油路Ｐ４と固定オリフィス２９を
介装した油路Ｐ５とを介して油路Ｐ２に接続されてい
る。分流弁１４は油路Ｐ１を介して供給される作動油を
油路Ｐ２と油路Ｐ４とに分流するとともに、作動油圧が
変動しても油路Ｐ４側に一定流量の作動油を供給するも
ので、同分流弁１４の他の流出口には油路Ｐ６の一端が
接続されている。油路Ｐ６の他端はソレノイドバルブ３
１及び油路Ｐ７を介して油路Ｐ３に接続されている。ソ
レノイドバルブ３１は電気的に制御されるもので、同バ
ルブ３１の開度は通電量に比例するようになっている。

【００１２】中間軸２２の下端には、支持軸３２がスプ
ライン３３を介して一体回転可能に接続されていて、同
軸３２上には出力ピニオン３４が回転自在に組み付けら
れている。出力ピニオン３４にはラックバー３５が噛合
している。このラックバー３５はパワーシリンダ１５の
ピストンロッドを兼ねていて、出力ピニオン３４の回転
及びパワーシリンダ１５により軸方向へ駆動されて前輪
ＦＷを操舵する。

【００１３】支持軸３２の外周上には、楕円サンギヤ３
６がスプライン３７を介して一体回転可能に組み付けら
れている。楕円サンギヤ３６には楕円プラネタリギヤ３
８が噛合しており、同ギヤ３８はキャリア４１に組み付
けたキャリア軸４２の外周上に回転可能に組み付けられ
ている。キャリア４１はハウジング１０及び支持軸３２
に回転可能に組み付けられている。楕円プラネタリギヤ
３８の外周上には、セレーション４３を介して円形プラ
ネタリギヤ４４が一体回転可能に組み付けられており、
同ギヤ４４は出力ピニオン３４に噛合している。キヤリ
ア４１にはホイール４５が固定されており、同ホイール
４５は、ステップモータで構成した電動モータ４６によ
り回転駆動されるウォーム４７に噛合していて、同モー
タ４６の回転に応じて支持軸３２の回りに回転するよう
になっている。なお、このような構成により、ハンドル
２０の回動によって楕円サンギヤ３６が単独で回転して
も、電動モータ４６の回転によってキャリア４１が単独
で回転しても、出力ピニオン３４が回転してラックバー
３５を介して前輪ＦＷが操舵されるようになっている
が、電動モータ４６の回転方向に関しては、同モータ４
６の正方向（又は負方向）の回転が前輪ＦＷの右方向
（又は左方向）の操舵に対応するようになっている。

【００１４】電気制御装置は、車速センサ５１、ヨーレ
ートセンサ５２、横風センサ５３、ハンドル舵角センサ
５４、把持力センサ５５及びマイクロコンピュータ５６
を備えている。

【００１５】車速センサ５１は変速機（図示しない）の
出力軸の回転数を検出することにより、車速Ｖを表す検
出信号を出力する。ヨーレートセンサ５２は車体の重心
位置垂直軸回りの回転角速度を車両の挙動の状態量とし
て検出して、同回転角速度すなわちヨーレートＹ_R を表
す検出信号を出力する。横風センサ５３は車両が受ける
横風の風速を車両に対する外乱の状態量として検出し
て、同横風風速Ｇ_R を表す検出信号を出力する。ハンド
ル舵角センサ５４は操舵軸１８の回転角を車両の運転操
作量として検出して、同回転角すなわちハンドル舵角δ
_H を表す検出信号を出力する。なお、この場合、ヨーレ
ートＹ_R及びハンドル舵角δ_Hは正により右回転方向を表
し、負により左回転方向を表す。横風風速Ｇ_R は正によ
り車両の右方向への横風を表し、負により左方向への横
風を表す。

【００１６】把持力センサ５５は運転者のハンドル２０
に対する把持力Ｐを検出して同把持力Ｐを表す検出信号
を出力するもので、図２〜４に示すように、ハンドル２
０を構成する芯金２０ａとウレタン製の表皮２０ｂとの
間に介装したウレタン製の中間層２０ｃ内に設けた断面
長方形状のリング状の空間内に収容されている。この把
持力センサ５５はハンドル２０の全周に渡って延設され
たフレキシブル基盤５５ａを備え、フレキシブル基盤５
５ａの上面には、同基盤５５ａの両側に設けた一対の絶
縁スペーサ５５ｂ，５５ｂを介し、リン青銅製の導電帯
５５ｃが多少の隙間を隔てて対向している。導電帯５５
ｃの上面には樹脂フィルム５５ｄが多少の隙間を隔てて
対向して設けられており、導電帯５５ｃと樹脂フィルム
５５ｄの間には導電帯５５ｃの上面に固着した多数の突
起５５ｅが円周方向に所定の間隔を隔てて介装されてい
る。

【００１７】フレキシブル基盤５５ａの上面には、導電
帯５５ｃを可動接点とする多数のスイッチ５５ｆの固定
接点５５ｆ１が突起５５ｅの下方位置にてプリント配線
により形成されている。フレキシブル基盤５５ａの下面
には、スイッチ５５ｆにそれぞれ対応した多数の同一抵
抗５５ｇが設けられている。これらのスイッチ５５ｆと
抵抗５５ｇは、図５に示すように、それぞれ直列接続さ
れると共に、スイッチ５５ｆと抵抗５５ｇの各直列回路
はそれぞれ並列に接続されて抵抗ラダー回路を形成して
いる。この抵抗ラダー回路の一端は接地されると共に、
他端はフレキシブル基盤５５ａ上に設けたオペアンプ５
５ｈの反転入力に接続されている。オペアンプ５５ｈの
反転入力と出力との間にはフレキシブル基盤５５ａ上に
設けた前記抵抗５５ｇと同一の抵抗５５ｉが接続される
と共に、同アンプ５５ｈの非反転入力には電源電圧Ｖが
供給されている。

【００１８】このように構成した把持力センサ５５にお
いては、運転者によるハンドル２０の把持力Ｐが大きく
なるにしたがってスイッチ５５ｆのオンする数が増加す
る。この場合、抵抗５５ｇ，５５ｉの値をＲとし、オン
したスイッチ５５ｆの数をｎとすると、オペアンプ５５
ｈの出力電圧は（ｎ＋１）・Ｖと表される。したがっ
て、把持力センサ５５は、運転者によるハンドル２０の
把持力Ｐに比例した電圧信号を出力するようになる。

【００１９】マイクロコンピュータ５６はＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ、インターフェース回路などからなり、図
６，７のフローチャートに対応したプログラムを実行す
る。なお、ＲＯＭ内には前記プログラムを記憶する領域
と共にテーブルも設けられ、同テーブルには、それぞれ
車速Ｖに応じて変化する油圧制御電流Ｉ_S （図８
(Ａ)）、舵角比Ｋ₁（図８(Ｂ)）、ヨーレート補正係数
Ｋ₂（図８(Ｃ)）及び横風補正係数Ｋ₃ （図８(Ｄ)）
と、それぞれ把持力Ｐに応じて変化する把持力補正係数
Ｋ₄（図８(Ｅ)）及び油圧増加係数Ｋ_S（図８(Ｆ)）とが
記憶されている。

【００２０】次に、上記のように構成した実施例の動作
を説明する。ハンドル２０が回動されると、この回動は
入力軸１７、トーションバー２３、中間軸２２及び支持
軸３２を介して楕円サンギヤ３６に伝達され、同ギヤ３
６が回転する。この回転は、楕円プラネタリギヤ３８及
び円形プラネタリギヤ４４を介して出力ピニオン３４に
伝達され、同ピニオン３４の回転によってラックバー３
５が軸方向に変位するので、前輪ＦＷがハンドル２０の
回動により操舵される。また、このとき、トーションバ
ー２３に作用する操舵トルクに応じてバルブロータ１１
及びバルブスリーブ１２からなるロータリバルブが作動
し、同バルブは油圧ポンプ１３から油路Ｐ１、分流弁１
４及び油路Ｐ２を介して供給される作動油をパワーシリ
ンダ１５の一方の油室へ供給すると共に、同シリンダ１
５の他方の油室内の作動油を油路Ｐ３を介してリザーバ
１６へ戻すので、パワーシリンダ１５が前記前輪ＦＷの
操舵を油圧アシストする。なお、この実施例において
は、ハンドル２０の回転の伝達路に楕円サンギヤ３６及
び楕円プラネタリギヤ３８の作用により、ハンドル２０
の単位回転角に対する前輪ＦＷの転舵角の比がハンドル
２０の回動位置に応じて変更可能になっているが、この
点については本発明に直接関係しないので、説明を省略
する。

【００２１】一方、マイクロコンピュータ５６はイグニ
ッションスイッチ（図示しない）の閉成に応答して図６
のステップ６０にてプログラムの実行を開始し、前記前
輪ＦＷの操舵中、ステップ６１〜７９からなる循環処理
を実行し続けて、各センサ５１〜５５からの検出信号に
応じてソレノイドバルブ３１及び電動モータ４６の作動
を制御する。

【００２２】この循環処理においては、ステップ６１に
て車速センサ５１から車速Ｖを表す検出信号が読み込ま
れて、ステップ６２にて前記車速Ｖに基づいてテーブル
から油圧制御電流Ｉ_S （図８(Ａ)参照）が読み出され
る。

【００２３】次に、ステップ６３にてハンドル舵角セン
サ５４からハンドル舵角δ_H を表す検出信号が読み込ま
れ、ステップ６４にて前記車速Ｖに基づいてテーブルか
ら舵角比Ｋ₁ （図８(Ｂ)参照）が読み出されて、ステッ
プ６５にて前記ハンドル舵角δ_H 及び前記舵角比Ｋ₁ に
基づく下記数１の演算の実行によって補正値θ_H が計算
される。

【数１】θ_H＝Ｋ₁・δ_H

【００２４】次に、ステップ６６にてヨーレートセンサ
５２からヨーレートＹ_R を表す検出信号が読み込まれ、
ステップ６７にて前記車速Ｖに基づいてテーブルからヨ
ーレート補正係数Ｋ₂ （図８(Ｃ)参照）が読み出され
て、ステップ６８にて前記ヨーレートＹ_R 及び前記ヨー
レート補正係数Ｋ₂ に基づく下記数２の演算の実行によ
って補正値θ_Y が計算される。

【数２】θ_Y＝Ｋ₂・Ｙ_R

【００２５】次に、ステップ６９にて横風センサ５３か
ら横風風速Ｇ_R を表す検出信号が読み込まれ、ステップ
７０にて前記車速Ｖに基づいてテーブルから横風補正係
数Ｋ₃ （図８(Ｄ)参照）が読み出されて、ステップ７１
にて前記横風風速Ｇ_R 及び前記横風補正係数Ｋ₃ に基づ
く下記数３の演算の実行によって補正値θ_G が計算され
る。

【数３】θ_G＝Ｋ₃・Ｇ_R

【００２６】そして、ステップ７２にて前記計算した両
補正値θ_Y，θ_Gを、下記数４に示すように、加算演算し
て、新たな補正値θ_Eが計算される。

【数４】θ_E＝θ_Y＋θ_G

【００２７】次に、図７のステップ７３にて把持力セン
サ５５から運転者によるハンドル２０の把持力Ｐを表す
検出信号が読み込まれて、ステップ７４にて同把持力Ｐ
が所定値Ｐ₀ 以上であるか否かが判定される。この場
合、運転者がハンドル２０を堅固に握っていて、前記検
出した把持力Ｐが所定値Ｐ₀ 以上であれば、ステップ７
４にて「ＹＥＳ」と判定され、ステップ７５にて前記把
持力Ｐに基づいてテーブルから油圧増加係数Ｋ_S （図８
(Ｆ)参照）が読み出されて、ステップ７６にて前記油圧
制御電流Ｉ_S 及び前記油圧増加係数Ｋ_S に基づく下記数
５の演算の実行によって、前記ステップ６２の処理によ
り車速Ｖに応じて決定した油圧制御電流Ｉ_S が油圧増加
係数Ｋ_S に応じて補正される。

【数５】Ｉ_S＝Ｋ_S・Ｉ_S

【００２８】前記ステップ７６の処理後、ステップ７７
にて前記補正値θ_H，θ_Eに基づく下記数６の演算の実行
によってモータ回転角θ_M が計算される。そして、ステ
ップ７８にて前記ステップ６２の処理により決定された
油圧制御電流Ｉ_S に対応した電流がソレノイドバルブ３
１に流され、ステップ７９にて前記ステップ７７の処理
により計算されたモータ回転角θ_M に対応した制御信号
が電動モータ４６に供給される。

【数６】θ_M＝θ_H＋θ_E

【００２９】その結果、電動モータ４６は前記モータ回
転角θ_M により表された回転位置まで回転する。この電
動モータ４６の回転はウォーム４７及びホイール４５を
介してキャリア４１に伝達され、キャリア４１が支持軸
３２の回りを公転する。この場合、ハンドル２０は運転
者によって堅固に把持されていて、支持軸３２及び楕円
サンギヤ３６は運転者の回動操作分のみ回動されるだけ
であるので、楕円プラネタリギヤ３８及び円形プラネタ
リギヤ４４が前記キャリア４１の公転分に対応してキャ
リア軸４２の回りに自転し、この自転分に対応して出力
ピニオン３４が回転する。これにより、出力ピニオン３
４が、上述したハンドル２０の回動量に対応した回転に
加えて、前記電動モータ４６の回転量に応じて回転し、
前輪ＦＷはハンドル２０の回動量と電動モータ４６の回
転量とを合成した角度に操舵される。

【００３０】この場合、前記モータ回転角θ_M は上記数
１〜４，６の演算に基づくもので、下記数７のように表
すことができる。

【数７】θ_M＝Ｋ₁・δ_H＋Ｋ₂・Ｙ_R＋Ｋ₃・Ｇ_R

【００３１】前記数７の第１項Ｋ₁・δ_H はハンドル舵角
δ_H の大きさに応じて前輪ＦＷの操舵角を補正するもの
で、車速Ｖが小さいときには、図８(Ｂ)に示すように、
舵角比Ｋ₁ は正の値となるので、ハンドル２０が右方向
（又は左方向）に操舵されてハンドル舵角δ_H が正（又
は負）の値であれば、前記第１項Ｋ₁・δ_H は正（又は
負）の値となる。これにより、前輪ＦＷがハンドル２０
の回動によって右方向（又は左方向）に操舵されていれ
ば、電動モータ４６は正方向（又は負方向）に回転制御
され、この回転力が、ウォーム４７、ホイール４５、キ
ャリア４１、楕円プラネタリギヤ３８、円形プラネタリ
ギヤ４４及び出力ピニオン３４を介して、ラックバー３
５に伝達され、前輪ＦＷは右方向（又は左方向）に前記
電動モータ４６の基準位置からの回転量に対応して操
舵、すなわちハンドル２０の回動による操舵量に加えて
前記電動モータ４６の回転量に対応して補正操舵され
る。その結果、車両が低速走行している場合には、ハン
ドル２０の回動に対する前輪ＦＷの操舵量は大きくな
り、車両の操縦性が良好となる。

【００３２】一方、車速Ｖが大きくなれば、舵角比Ｋ₁
も、図８(Ｂ)に示すように、減少して負の値になるの
で、ハンドル２０が右方向（又は左方向）に操舵されて
ハンドル舵角δ_H が正（又は負）の値であれば、前記第
１項Ｋ₁・δ_H は正（又は負）の値から負（又は）の値に
変化する。これにより、前輪ＦＷがハンドル２０の回動
によって右方向（又は左方向）に操舵されていれば、前
述のように、前輪ＦＷは左方向（又は右方向）に電動モ
ータ４６によって操舵、すなわちハンドル２０の回動に
よる操舵量から電動モータ４６の回転量だけ中立状態に
近い側に補正操舵される。その結果、車両が高速走行す
るにしたがって、ハンドル２０の回動量に対する前輪Ｆ
Ｗの操舵量が減少し、車両の走行安定性が良好となる。

【００３３】また、前記数７の第２項Ｋ₂・Ｙ_R は車両に
発生するヨーレートＹ_R の大きさに応じて前輪ＦＷの操
舵角を補正するもので、ヨーレート補正係数Ｋ₂は、図
８(Ｃ) に示すように、負の値であるので、車両に右
（又は左）回転方向のヨーレートが発生して検出ヨーレ
ートＹ_R が正（又は負）になれば、前記第２項Ｋ₂・Ｙ_R
は負（又は正）の値になり、前輪ＦＷは左（又は右）方
向に補正操舵される。また、このヨーレート補正係数Ｋ
₂ の絶対値｜Ｋ₂｜は車速Ｖが大きくなるにしたがって
大きくなるので、車速Ｖ及びヨーレートＹ_Rの絶対値｜
Ｙ_R｜がそれぞれ大きくなるにしたがって、前記第２項
Ｋ₂・Ｙ_Rの絶対値｜Ｋ₂・Ｙ_R｜も大きくなり、前記左右へ
の前輪ＦＷの補正操舵量も大きくなる。したがって、前
輪ＦＷは、この第２項Ｋ₂・Ｙ_R により、ヨーレートＹ_R
を打ち消す方向に、車速Ｖ及びヨーレートＹ_R の大きさ
が大きくなるにしたがって大きく補正操舵されるので、
車両の走行安定性、特に高速走行時の車両の走行安定性
が良好になる。

【００３４】さらに、前記数７の第３項Ｋ₃・Ｇ_R は車両
に対する横風風速Ｇ_R の大きさに応じて前輪ＦＷの操舵
角を補正するもので、横風補正係数Ｋ₃ は、図８(Ｄ)に
示すように、「０」又は負の値であるので、車両に対し
て左（又は右）からの横風が吹いて検出横風風速Ｇ_R が
正（又は負）になれば、前記第３項Ｋ₃・Ｇ_R は「０」又
は負（又は正）になり、前輪ＦＷは左（又は右）方向に
補正操舵される。また、この横風補正係数Ｋ₃の絶対値
｜Ｋ₃｜は、車速が小さいとき「０」であると共に車速
Ｖが大きくなるにしたがって大きくなるので、車速Ｖ及
び横風風速Ｇ_R の絶対値｜Ｇ_R｜がそれぞれ大きくなる
にしたがって、前記第３項Ｋ₃・Ｇ_Rの絶対値｜Ｋ₃・Ｇ_R｜
も大きくなり、前記左右への前輪ＦＷの補正操舵量も
大きくなる。したがって、前輪ＦＷは、この第３項Ｋ₃・
Ｇ_R により、横風による車体の偏向を打ち消す方向に、
車速Ｖ及び横風風速Ｇ_R の大きさが大きくなるにしたが
って大きく補正操舵されるので、車両の走行安定性、特
に高速走行時の車両の走行安定性が良好になる。

【００３５】また、前記ステップ７８の処理により油圧
制御電流Ｉ_S に対応した電流がソレノイドバルブ３１に
流された結果、同バルブ３１の開度は前記油圧制御電流
Ｉ_Sが大きくなるにしたがって大きくなるように設定さ
れる。一方、分流弁２５により油路Ｐ４，Ｐ６側に分流
された油圧ポンプ２４からの作動油は、ソレノイドバル
ブ３１の開度が大きくなるにしたがって、油路Ｐ６，Ｐ
７を介してリザーバ１６に多く流れ込むようになるの
で、油路Ｐ４及び油圧反力室３１内の作動油圧は前記バ
ルブ３１の開度が大きくなるにしたがって小さくなっ
て、ハンドル２０の回動操作に対する反力も小さくな
る。

【００３６】この場合、油圧制御電流Ｉ_S は、上記数５
及び図８(Ａ)(Ｆ)から明らかなように、車速Ｖが大きく
なるにしたがって小さくなると共に、把持力Ｐ（≧Ｐ
₀ ）が大きくなるにしたがって「1.0」から徐々に大き
くなる。これにより、車両の低速走行時には、ハンドル
２０の軽快な回動操作が可能となって車両の旋回操縦性
が良好になると共に、車両の高速走行時には、ハンドル
２０の回動操作が重くなって車両の走行安定性が良好と
なる。また、前記把持力Ｐによる反力制御により、把持
力Ｐが大きいときには、ハンドル２０への操舵及び保舵
反力が小さくなる。その結果、前述のように前輪ＦＷが
ハンドルの回動とは無関係に補助操舵されて、この補助
操舵による前輪ＦＷからの反力が緩和されるので、運転
者は前記補助操舵によるショックを受けることがなくな
って、不安定なハンドル操作をしなくなるので、車両の
走行安定性が良好となる。

【００３７】一方、運転者がハンドル２０を堅固に握っ
ていなくて、前記検出した把持力Ｐが所定値Ｐ₀ 未満で
あれば、ステップ７４にて「ＮＯ」と判定され、ステッ
プ８０にて前記把持力Ｐに基づいてテーブルから把持力
補正係数Ｋ₄ （図８(Ｅ)）が読み出されて、ステップ８
１にて補正値θ_E及び把持力補正係数Ｋ₄に基づく下記数
８の演算の実行によって、前記ステップ７２の処理によ
り計算した補正値θ_Eが把持力補正係数Ｋ₄に応じて補正
される。

【数８】θ_E＝Ｋ₄・θ_E そして、前述のように、ステップ７７にてこの補正値θ
_E(＝Ｋ₄・θ_E)を補正値θ_H に加算することによりモータ
回転角θ_M が計算され、かつステップ７９の処理により
前輪ＦＷはこのモータ回転角θ_M に応じて補正操舵され
る。この場合、前記モータ回転角θ_M は上記数１〜４，
６，８の演算に基づくもので、下記数９のように表すこ
とができる。

【数９】θ_M＝Ｋ₁・δ_H＋Ｋ₄・(Ｋ₂・Ｙ_R＋Ｋ₃・Ｇ_R)

【００３８】前記数９の第１項Ｋ₁・δ_H は、前述の場合
と同様、ハンドル舵角δ_H の大きさに応じて前輪ＦＷの
操舵角を補正するものである。そして、前述したとお
り、この場合も、前記第１項Ｋ₁・δ_H に基づく補正操舵
により、低速走行時の車両の操縦性が良好になると共
に、高速走行時の車両の走行安定性が良好となる。

【００３９】また、前記数９の第２項Ｋ₄・(Ｋ₂・Ｙ_R＋Ｋ
₃・Ｇ_R)は、前述の場合と同様に、ヨーレートＹ_R 及び横
風風速Ｇ_R に応じて前輪ＦＷの操舵角を補正して車両の
走行安定性を良好にするものである。しかし、把持力補
正係数Ｋ₄ は、図８(Ｅ)に示すように、把持力Ｐが小さ
いとき「０」であり、この場合には、前記第２項Ｋ₄・
(Ｋ₂・Ｙ_R＋Ｋ₃・Ｇ_R)も「０」となるので、同項Ｋ₄・(Ｋ
₂・Ｙ_R＋Ｋ₃・Ｇ_R)による前輪ＦＷの補正操舵は行われな
い。これにより、運転者のハンドルに対する把持力が小
さくて、前輪ＦＷをヨーレートＹ_R 及び横風風速Ｇ_R に
応じて補助操舵しても、前輪ＦＷが路面から受ける反力
により、ハンドル２０が前記補助操舵により前輪ＦＷを
操舵しようとする方向と反対方向に回動されてしまい、
前記補助操舵による効果が打ち消されてしまう場合に
は、無駄な補助操舵を避けることができる。これと同時
に、運転者はハンドルの不意な回動によりショックを受
けることがなくなり、不安定なハンドル操作をしなくな
るので、車両の走行安定性が良好に保たれる。

【００４０】一方、把持力Ｐが多少大きくなると、把持
力補正係数Ｋ₄ は把持力Ｐの増加にしたがって徐々に大
きくなって、把持力Ｐが前記所定値Ｐ₀ に達したときに
「1.0 」になるようになっている。これにより、前輪Ｆ
Ｗは、把持力Ｐが所定値Ｐ₀以上の場合と連続して補正
操舵されることになる。

【００４１】また、この場合も、前記場合と同様、ステ
ップ７８の処理により、油圧制御電流Ｉ_S に応じてハン
ドル２０に対する反力が制御される。しかし、この場合
には、油圧制御電流Ｉ_S は上記ステップ６２の処理のみ
により決定されたものであって前記場合より小さな値に
設定される。これは、ヨーレートＹ_R 及び横風風速Ｇ_R
による前輪ＦＷの補助操舵が行われないためであり、こ
の場合には、車両の低速走行時にハンドル２０の軽快な
回動操作が可能となると共に、車両の高速走行時に同ハ
ンドル２０の回動操作が重くなるのみである。その結
果、前述した前輪ＦＷをヨーレートＹ_R 及び横風風速Ｇ
_R に応じて補正操舵する場合と同様な操舵フィーリング
を得ることができる。

【００４２】なお、上記実施例においては、車両の運転
操作量を表す量としてハンドル舵角δ_H を利用するよう
にしたが、ハンドル舵角センサ５４に代えて又加えてハ
ンドル角速度センサ、ハンドル角加速度センサ、アクセ
ル開度センサ又はブレーキペダル踏み込み量センサを用
い、車両の運転操作量を表す量として、ハンドル舵角δ
_H に代えて又は加えてハンドル角速度、ハンドル角加速
度、アクセル開度又はブレーキペダル踏み込み量を利用
するようにしてもよい。また、上記実施例においては、
車両の挙動を表す量としてヨーレートＹ_R を利用するよ
うにしたが、ヨーレートセンサ５２に代えて又加えて横
加速度センサを用い、車両の挙動を表す量として、ヨー
レートＹ_R に代えて又は加えて車両の横加速度を利用す
るようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す前輪操舵装置の全体
概略図である。

【図２】把持力センサを組み込んだハンドルの平面図
である。

【図３】図２の３−３線に沿って見たハンドルの断面
図である。

【図４】図２のハンドルの一部破断斜視図である。

【図５】図２の把持力センサの等価電気回路図であ
る。

【図６】図１のマイクロコンピュータにて実行される
プログラムの一部に対応したフローチャートである。

【図７】同プログラムの残りの部分に対応したフロー
チャートである。

【図８】 (Ａ)〜(Ｆ)は図２のマイクロコンピュータ内
に記憶されている各種係数の特性グラフである。

【符号の説明】

１１…バルブロータ、１２…バルブスリーブ、１３…油
圧ポンプ、１４…分流弁、１５…パワーシリンダ、２０
…ハンドル、２７…油圧反力室、３１…ソレノイドバル
ブ、３２…支持軸、３４…出力ピニオン、３５…ラック
バー、３６…楕円サンギヤ、３８…楕円プラネタリギ
ヤ、４１…キャリア、４２…キャリア軸、４４…円形プ
ラネタリギヤ、４５…ホイール、４６…電動モータ、４
７…ウォーム、５１…車速センサ、５２…ヨーレートセ
ンサ、５３…横風センサ、５４…ハンドル舵角センサ、
５５…把持力センサ、５６…マイクロコンピュータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｂ６２Ｄ 137:00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハンドルの回動に応じて前輪を操舵する
操舵機構内に組み込まれてなり前輪を操舵可能なアクチ
ュエータと、車両の挙動又は車両に対する外乱の少なく
ともいずれか一方に応じて前記アクチュエータを駆動制
御して前輪をハンドルの回動による操舵に加えて補助操
舵する補助操舵制御手段とを備えた車両の補助操舵装置
において、ハンドルに付与される把持力を検出する把持
力検出手段と、前記把持力検出手段により検出された把
持力が大きいとき前記補助操舵制御手段による前輪の補
助操舵を許容しかつ同検出された把持力が小さいとき前
記補助操舵制御手段による前輪の補助操舵を制限又は禁
止する補助操舵制限手段とを設けたことを特徴とする車
両の補助操舵装置。
【請求項２】前記操舵機構を反力付与機構を有するパ
ワーステアリング機構で構成した車両に適用されてな
り、前記請求項１に記載の車両の補助操舵装置に、さら
に、前記把持力検出手段にて検出された把持力が大きい
とき前記反力付与機構を制御して同機構による反力を小
さくする反力制御手段を設けたことを特徴とする車両の
補助操舵装置。